FRYING VACUUM MACHINE DESIGN AND VACUUM TUBE

THERMAL ANALYSIS USING CATIA P3 V5R14

Agung Dwi Sapto, Dr. Sri Poernomo Sari, ST., MT

Undergraduate Program, Industry Technology, 2010

Gunadarma University http://www.gunadarma.ac.id

Keywords: Vacuum, Design, Pressure, Temperature, CATIA

ABSTRACT: Vacuum frying machine is a food processing machine using a vacuum system.In operation the engine working at maximum temperature of 95 ° C with the primary vacuum tube. And the role of the main components is very important, because it is necessary for good design and one of them is in terms of strength, where the tube is received loads of temperature and vacuum pressure. In writing this essay, discussed the vacuum frying machine design and analysis of static pressure on the main tube through the simulation by using the CATIA V5R14 software. Static analysis is performed on the main tube with vacuum frying temperature variation of 27 ° C, 60 ° C and 95 ° C. Material main tube vacuum frying machine used is steel AISI 304 Stainless Steel. The results of some static pressure loading produced a maximum von mises stress 2.02 x 108 N/m2 with a value of 3.28 mm maximum shift. From the analysis of the voltage value obtained safety factor of 1.01.

PERANCANGAN MESIN VACUUM FRYING

DAN ANALISA THERMAL TABUNG

VACUUM MENGGUNAKAN SOFTWARE CATIA

P3 V5R14

NPM : 20405033

Nama : Agung Dwi Sapto

Pembimbing : Dr. Sri Poernomo Sari, ST., MT

Tahun Sidang : 2010

Subjek : Perancangan,

Judul

PERANCANGAN MESIN VACUUM FRYING DAN ANALISA THERMAL

TABUNG VACUUM

MENGGUNAKAN SOFTWARE CATIA P3 V5R14

Abstraksi

Mesin vacuum frying adalah mesin pengolahan makanan dengan menggunakan sistem

vacuum. Dalam pengoperasiannya mesin bekerja pada suhu maksimal 95°C dengan

tabung utama vacuum. Dan peranan dari komponen utama tersebut sangatlah penting,

karena itu perlu dilakukan perancangan yang baik dan salah satunya yaitu dari segi

kekuatan, dimana tabung tersebut menerima beban dari temperature dan tekanan vacuum.

Dalam penulisan skripsi ini, dibahas mengenai perencanaan mesin vacuum frying serta

analisa tekanan statik pada tabung utama melalui simulasi dengan menggunakan software

CATIA V5R14. Analisa statik tersebut dilakukan pada tabung utama mesin vacuum

frying

dengan variasi temperature 27°C, 60°C, dan 95°C. Material tabung utama mesin

vacuum frying yang dipakai adalah baja Stainless Steel AISI 304. Adapun hasil dari

beberapa pembebanan tekanan static tersebut menghasilkan tegangan von mises

maksimal 2,02 x 108 N/m2 dengan nilai peralihan maksimal sebesar 3,28 mm. Dari besar

tegangan yang dianalisa didapatkan nilai faktor keamanan sebesar 1,01.

PERANCANGAN MESIN VACUUM FRYING DAN ANALISA THERMAL TABUNG VACUUM MENGGUNAKAN SOFTWARE CATIA P3 V5R14

Dr. Sri Poernomo Sari, ST., MT *), Agung Dwi Sapto **)

*) Dosen Teknik Mesin Universitas Gunadarma **) Alumni Teknik Mesin Universitas Gunadarma

Abtraksi Mesin vacuum frying adalah mesin pengolahan makanan dengan menggunakan sistem

vacuum. Dalam pengoperasiannya mesin bekerja pada suhu maksimal 95°C dengan

tabung utama vacuum. Dan peranan dari komponen utama tersebut sangatlah penting,

karena itu perlu dilakukan perancangan yang baik dan salah satunya yaitu dari segi

kekuatan, dimana tabung tersebut menerima beban dari temperature dan tekanan

vacuum. Dalam penulisan skripsi ini, dibahas mengenai perencanaan mesin vacuum

frying serta analisa tekanan statik pada tabung utama melalui simulasi dengan

menggunakan software CATIA V5R14. Analisa statik tersebut dilakukan pada tabung

utama mesin vacuum frying dengan variasi temperature 27°C, 60°C, dan 95°C. Material

tabung utama mesin vacuum frying yang dipakai adalah baja Stainless Steel AISI 304.

Adapun hasil dari beberapa pembebanan tekanan static tersebut menghasilkan tegangan

von mises maksimal 2,02 x 108 N/m2 dengan nilai peralihan maksimal sebesar 3,28 mm.

Dari besar tegangan yang dianalisa didapatkan nilai faktor keamanan sebesar 1,01.

Kata Kunci: Vacuum, Perancangan, Tekanan, Temperatur, CATIA

I. Pendahuluan Makanan merupakan kebutuhan

vital bagi seluruh mahkluk hidup. Bagi

manusia makanan merupakan kebutuhan

pokok untuk itu makanan selain hanya

sebagai penghilang rasa lapar tetapi

sebagai penunjang semua kegiatan tubuh

manusia. Makanan juga mengandung

banyak zat gizi yang dibutuhkan tubuh

manusia terutama untuk pertumbuhan. Zat

gizi yang terkandung dalam makanan pun

sesuai dengan jenis bahan makanannya

sendiri sehingga tiap-tiap bahan makanan

mempunyai karakeristik yang berbeda.

Untuk mempertahankan zat gizi yang

dikandung dalam bahan makanan

dibutuhkan cara pengolahan yang tepat

agar zat tersebut tidak terbuang percuma.

Sistem pengolahan yang

dibutuhkan adalah yang cepat, murah,

higienis serta memiliki hasil yang baik.

Oleh karena itu sudah tidak asing lagi

bagi kelompok masyarakat dalam

penggunaan mesin pengolahan makanan

seperti mesin vacuum frying ini. Adapun

tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini

adalah mengetahui kekuatan tabung

vacuum pada mesin vaccum frying saat

beroperasi pada suhu maksimal.

II Landasan Teori 2.1 CATIA

Dari masa ke masa perkembangan

teknologi semakin pesat dan maju.

Demikian juga dengan perkembangan

software dalam bidang teknik yang salah

satunya adalah Program Catia. Catia

merupakan software dalam bidang gambar

teknik yang dapat dipergunakan untuk

mendisain suatu rancangan. Keberadaan

software Catia ini sangat membantu bidang

teknik karena perancangan yang dihasilkan

dilakukan secara komputerisasi.

Program CATIA (Computer Aided

Three-Dimensional Interactive Application)

juga merupakan program komputer yang

dibuat dengan mendasarkan pada teori

yang terdapat dalam perumusan metode

elemen hingga. Dengan program ini,

peneliti hanya membuat model tiga

dimensinya dan analisa dapat dilakukan

dengan hasil yang langsung dapat

diketahui. Pemodelan disini meliputi

diskritisasi benda kerja, pemilihan dan

penerapan elemen, pendevinisian

tumpuan, serta beban yang bekerja.

2.2 Sifat Mekanik Bahan [1]

1. Elastisitas

Dalam memilih material logam

untuk pembuatan tabung vacuum pada

mesin vacuum frying, yang harus

diperhatikan adalah sifat-sifat material,

antara lain kekuatan (strength), keliatan

(ductility), kekerasan (hardness), dan

kekuatan lelah (fatique strength).

2. Deformasi

Deformasi terjadi bila bahan

mengalami gaya. Selama deformasi,

bahan menyerap energi sebagai akibat

adanya gaya yang bekerja sepanjang

deformasi. Sekecil apapun gaya yang

bekerja, maka benda akan mengalami

perubahan bentuk dan ukuran.

Perubahan ukuran secara fisik ini disebut

sebagai deformasi. Deformasi ada dua

macam, yaitu deformasi elastis dan

deformasi plastis.

3. Kekuatan Tarik

Kekuatan tarik adalah

kemampuan beban menahan atau

menerima beban atau tegangan tarik

sampai putus. Kekuatan tarik suatu

bahan dapat ditetapkan dengan membagi

gaya maksimal dengan luas penampang

mula.

4. Kekuatan luluh

Kekuatan luluh yaitu harga

tegangan terendah dimana material

mengalami deformasi plastis.

5. Keuletan

Menyatakan energi yang di-

absorbsi (diserap) oleh suatu bahan

sampai titik patah.

6. Kekerasan

Yaitu adanya daya tahan suatu

bahan (permukaan bahan) terhadap

penetrasi / identasi (pemasukan dan

penusukan) bahan lain yang lebih keras

dengan bentuk tertentu dibawah pengaruh

gaya tertentu.

2.3 Stainless Steel [ 2] Baja steinless merupakan baja paduan

yang mengandung minimal 10,5 % Cr.

Sedikit baja steinless mengandung lebih

dari 30% Cr atau kurang dari 50% Fe.

Daya tahan Steinless Steel terhadap

oksidasi yang tinggi diudara ataupun dalam

suhu lingkungan biasanya dicapai karena

adanya tambahan minimal 13% (dari berat)

krom. Lapisan ini terlalu tipis untuk dilihat

sehingga logamnya akan tetap berkilau.

Lapisan ini tahan air dan udara sehingga

melindungi logam yang ada dibawah

lapisan tersebut.

Pada dasarnya untuk membuat

besi yang tahan karat krom merupakan

salah satu bahan paduan yang paling

penting. Penambahan kromium (Cr)

bertujuan untuk meningkatkan ketahanan

korosi dan membentuk lapisan oksida

(Cr2O3) dan ketahanan terhadap oksidasi

tempertur tinggi. Penambahan Nikel (Ni)

bertujuan untuk meningkatkan ketahanan

terhadap korosi tegangan dalam media

pengkorosi netral atau lemah, serta

meningkatkan keuletan atau mampu

bentuk logam. Sedangkan unsur aluminium

(Al) meningkatkan pembentukan lapisan

oksida pada temperatur tinggi.

2.4 Kondensor [4]

Kondensor merupakan alat yang

berfungsi untuk mengkondensasikan uap

menjadi air dan berubah fasanya dari uap

menjadi cair. Panas dari uap tersebut

keluar melalui dinding-dinding kondensor.

Menurut media system pendinginnya,

kondensor dibagi menjadi 3 jenis, yaitu: 1. Aircooled Condensor yaitu

kondensor yang didinginkan oleh

udara dibantu fan.

2. Watercooled Condensor yaitu

kondensor yang diinginkan oleh

air dibantu pompa.

3. Evaporator Condensor yaitu

kondensor yang didinginkan oleh

air dan udara.

Panas yang dibuang oleh uap

yang berkondensasi akan meningkatkan

temperatur media pendingin kondensor

yaitu air pada watercooled condenser dan

udara pada aircooled condenser.

2.5 Konsep Tekanan dan Temperatur

Tekanan (Pressure) Tekanan dan volume merupakan

hal yang saling berkaitan dimana tekanan

merupakan hasil dari tumbukan molekul-

molekul terhadap dinding kontainer

(wadah) atau pada permukaan

liquid. Meningkatnya volume cenderung

mereduksi tekanan karena hal ini berarti

memperlebar jarak antar molekul-molekul

dan juga jarak molekul untuk dapat

menumbuk dinding kontainer. Udara

terdiri dari macam-macam gas (Nitrogen,

Oksigen, Karbondioksida, dll.). Gas-gas

tersebut terdiri dari molekul-molekul dan

atom-atom.

Jadi tekanan udara pada suatu

ketinggian tertentu adalah gaya persatuan

luas yang diusahakan oleh udara - udara

pada ketinggian tersebut, maka :

Temperatur [5] Dalam fisika suhu adalah properti

fisik dari sebuah sistem yang mendasari

pengertian umum dari pana dan dingin.

Sesuatu yang terasa lebih panas umumnya

memiliki temperatur yang tinggi. Suhu

merupakan salah satu parameter

utama termodinamika. Jika tidak ada aliran

panas bersih terjadi antara dua benda,

objek memiliki suhu yang sama; jika panas

mengalir dari benda panas ke benda

dingin. Ini adalah isi dari hukum

termodinamika zeroth.

2.6 Silinder Dinding Tipis [6] Suatu tangki silinder berisi gas

atau fluida dengan tekanan P (N/m2)

mengalami gaya tarik yang menahan gaya

pecah yang terjadi sepanjang penampang

logitudinal dan melintang. Hal ini dapat

terlihat pada penampang longitudinal

silinder A-A yang dibebani tekanan dalam

serta diagram benda bebas setengah

silinder dengan arah penampang A-A.

Dari gambar dapat dilihat bahwa

total gaya pecah F, bekerja normal pada

bidang potong A-A, ditahan oleh gaya P

yang bekerja pada setiap permukaan

potong dinding silinder. Dari kesimpulan

tersebut didapatkan persamaan :

F = pDL = 2P

Kondisi silinder yang diisi dengan

fluida sebanyak setengah volume akan

mengalami tekanan. Hal ini karena fluida

memindahkan tekanan yang sama

kesemua arah, maka distribusi tekanan

pada silinder sama yang bekerja diatas

permukaan benda.

Sedangkan tegangan di

penampang longitudinal yang menahan

gaya pecah F diperoleh dengan

membaginya dengan luas kedua potong

permukaan. Tegangan ini biasanya

disebut dengan tegangan tangensial

karena bekerja menyinggung permukaan

silinder. Nama umum lainnya adalah

tegangan keliling, tegangan simpul dan

tegangan lilitan. Tegangan yang dihitung

dengan persamaan diatas adalah

tegangan rata-rata, untuk silinder yang

memiliki ketebalan dinding sama dengan

1/10 atau kurang dari jari-jari dalamnya,

prinsipnya sama dengan tegangan

maksimum pada permukaan dalam.

III. PERANCANGAN MESIN VACUUM FRYING DAN ANALISA THERMAL TA BUNG VACUUM 3.1 Perancangan Mesin Vacuum Frying Gambar 3.1 Rancangan Mesin Vacuum Frying

Data geometri mesin vacuum

frying yang digunakan dalam analisa ini

mengacu pada pengukuran langsung atau

manual yang peneliti lakukan. Satuan yang

dipakai untuk geometri ini adalah mm

(millimeter). Tabel 3.1 Spesifikasi Mesin Vacuum Frying

Material Tabung

Vacuum

Stainless Steel AISI 304

750 x 600 x 715 mm

(2mm)

Material Saringan

Dalam

Stainless Steel AISI 201

Ø 350 x 502 mm (0,4mm)

Material Rangka

dudukan Tabung

Besi Konstruksi AISI 1010

1400 x 600 x 780 mm

Kondensor Watercooled Condensor

Pompa / Sistem

Vacuum

Water Jet Pump

Burner LPG (2 Tungku)

Pengaturan

Temperatur

Otomatis

Goreng vakum (vacuum drying),

yakni menggoreng pada kondisi di bawah

normal tekanan atmosfer (1 atm) dengan

cara menyedot / mengeluarkan udara dari

dalam penggoreng yang tertutup. Pada

sistem vakum menyebabkan beberapa

kondisi sebagai berikut: suhu didih/uap

minyak goreng dan air menjadi turun,

seiring dengan derajat kevakuman. Untuk

prinsip kerja vacuum frying adalah

menghisap kadar air dalam sayuran dan

buah dengan kecepatan tinggi agar pori-

pori daging buah-sayur tidak cepat

menutup, sehingga kadar air dalam buah

dapat diserap dengan sempurna. Prinsip

kerja ini didapat dengan mengatur

keseimbangan suhu dan tekanan vakum.

Gambar 3.2 Proses Perancangan dan Analisis Mesin Vacuum Frying

3.2 Perancangan Tabung Vacuum

Tabung vacuum pada mesin

vacuum frying merupakan bagian vital

karena dalam tabung tersebut proses

pengolahan bahan makanan dilakuakan

dengan sistem vacuum. Oleh karena itu

besaran dimensi tabung menentukan

kapasitas produksi dari mesin serta hasil

yang dihasilkan oleh mesin. Material yang

digunakan untuk tabung vacuum pada

mesin vacuum frying adalah Stainless

Steel AISI Type 304.

Berikut ini adalah spesifikasi dari

perancangan tabung mesin vacuum frying :

3.3 Penentuan Parameter Analisis. Dalam skripsi ini, peneliti melakukan

analisa kekuatan struktur serta tegangan

luluh maksimal dari bagian utama pada

mesin vacuum frying yaitu tabung vacuum

pada mesin vacuum frying dengan

menggunakan bahan dasar Plate Stainless

Steel dengan ketebalan 2mm. Analisis

difokuskan pada tekanan yang dialami

tabung pada keadaan temperatur 27 °C, 60

°C, dan 95 °C.

Material Tabung Vacuum

Adapun kondisi-kondisi batas yang

telah dilakukan adalah sebagai berikut :

1. Input Material.

Input material adalah penentuan

jenis bahan atau meterial yang digunakan

pada pembuatan produk. Hal ini sangat

berpengaruh pada nilai besaran hasil

analisis yang dilakukan pada produk.

Untuk material yang digunakan pada

mesin vacuum frying khususnya tabung

vacuum adalah Stainless Steel AISI Type

304 dengan spesifikasi sebagai berikut :

Tabel 3.5 Komposisi Elemen Material Tabung Stailess Steel SS Type 304 [7]

Tabel 3.6 Spesifikasi Elemen Material Tabung Stailess Steel SS Type 304 [7]

Material Tabung Stainless Steel AISI 304

Tebal Plate Tabung

2 mm

Diameter Tabung 500 mm

Panjang Tabung 650 mm

Dimensi Tabung (L x W x H)

750 x 600 x 715 mm

2. Restraint

Clamp Restraint adalah suatu

restraint yang diaplikasikan pada suatu

permukaan dimana semua titik nodal

dipermukaan tersebut diblokir pada analisis

yang dilakukan.

Clamp diberikan agar permukaan

tidak bergerak sesuai kondisi batas yang

sesuai dengan kondisi batas

sesungguhnya pada sistem yang

dianalisis.

3. Beban (Load).

Beban yang bekerja pada sistem

ini berupa beban tetap. Beban tetap yaitu

beban dengan besar yang konstan dan

dengan kedudukan yang tetap. Beban dari

tekanan (pressure) dan temperatur yang

dihasilkan oleh akibat proses pembakaran

saat mesin atau sistem vacuum

beroperasi.

Penentuan Posisi Kaku (Clamp) Suatu analisis statis selalu

terdapat bagian yang dianggap kaku (fix),

bagian tersebut menjadi pemegang

(clamp) dari struktur. Bagian yang

dianggap fix dapat berupa permukaan

yang rata atau terikat dengan komponen

lain. Penempatan posisi clamp sangat

menentukan hasil analisa. Apabila salah

dalam menetukan posisi clamp, dapat

berakibat fatal bagi keamanan dari

komponen yang digunakan setelah proses

analisa. Untuk itu penentuan posisi clamp

perlu diperhatikan lebih baik.

Gambar 3.14 Penentuan clamp

Pemberian Tekanan (pressure) Langkah berikutnya adalah

memberikan tekanan (pressure)

disesuaikan dengan tekanan yang

diterima komponen pada saat aplikasi

komponen tersebut. Jenis tekanan yaitu

tekanan terdistribusi rata.

Gambar 3.15 Pemberian Tekanan (Pressure)

Pemberian Temperatur Temperatur field adalah suatu

kondisi dimana benda tersebut dikenai oleh

temperatur. Jadi asumsinya adalah tabung

vacuum dikenai temperatur secara

homogen dengan posisi burner tepat

dibawah tabung.

Temperaturnya adalah 27°C, 60°C,

dan 95°C. Besar temperatur ini diambil dari

temperatur minimum, pertengahan dan

maksimal dari proses kerja mesin vacuum

frying.

Gambar 3.16 Pemberian Temperatur 3.4 Hasil Analisis Tabung Vacuum Frying.

Setelah proses perhitungan

dengan CATIA telah selesai sampai akhir,

maka hasil analisis dan simulasi dapat

diketahui yaitu harga-harga terendah

sampai harga tertinggi yang dapat dilihat

secara langsung pada tampilan CATIA.

Sedangkan untuk hasil yang lebih

detail dapat dilihat dalam basic analysis

report yang telah penulis susun dalam

lampiran. Dari hasil analisis statis dengan

software CATIA dapat diketahui tegangan

maksimal dan minimal yang terjadi pada

struktur obyek yang dianalisis tersebut.

Analisis tekanan tabung pada temperatur 27°C

Merupakan suatu kondisi tabung

vacuum berada pada temperatur ruangan

dimana mesin dalam keadaan mati atau

baru saja mulai beroperasi atau

dipanaskan. Kondisi ini dapat digunakan

untuk menguji kekuatan material dari

tabung dalam keadaan normal sehingga

dapat diketahui kekuatan maksimal dari

tabung vacuum saat menahan tekanan

pada temperatur 27°C.

Gambar 3.18 Translation displacement Temperatur 27°C.

Gambar 3.19 Von Misses Stress Stainlees Steel AISI 304

pada temperatur 27°C

Gambar 3.20 Aliran Panas Tabung Vacuum pada temperatur 27°C

Analisis tekanan tabung pada temperatur 60°C

Merupakan suatu kondisi tabung

vacuum berada pada temperatur mesin

saat beroperasi. Kondisi ini dapat

digunakan untuk menguji kekuatan

material dari tabung dalam keadaan panas

menengah sehingga dapat diketahui

kekuatan maksimal dari tabung vacuum

saat menahan tekanan pada temperatur

60°C.

Gambar 3.21 Translation displacement

Temperatur 60°C.

Gambar 3.22 Von Misses Stress

Stainlees Steel AISI 304 pada temperatur 60°C

Gambar 3.23 Aliran Panas Tabung Vacuum pada

temperatur 60°C Analisis tekanan tabung pada temperatur 95°C

Merupakan suatu kondisi tabung

vacuum berada pada temperatur

maksimal mesin saat beroperasi. Kondisi

ini dapat digunakan untuk menguji

kekuatan material dari tabung dalam

keadaan panas maksimal sehingga dapat

diketahui kekuatan maksimal dari tabung

vacuum saat menahan tekanan pada

temperatur 95°C.

Gambar 3.24 Translation displacement Temperatur 95°C.

Gambar 3.25 Von Misses Stress Stainlees Steel AISI 304 pada

temperatur 95°C

Gambar 3.26 Aliran Panas Tabung Vacuum pada

temperatur 95°C

Dari hasil analisis keseluruhan pada

tabung vacuum, mesin vacuum frying

dapat terlihat kenaikan tegangan Von

Misses Stress berdasarkan temperatur

analisis yang dikenakan. Semakin tinggi

temperatur yang dikenakan pada tabung

maka semakin tinggi juga tegangan Von

Misses Stress yang terjadi selain itu juga

Translation displacement dari tabung juga

ikut meningkat. Sedangkan untuk tabung

vacuum pada mesin vacuum frying saat

beroperasi temperatur maksimal yang

dikenakan adalah sekitar 95°C.

Perbandingan hasil analisis dapat dilihat

pada tabel dibawah ini.

Tabel 3.7 Perbandingan Hasil Analisis

Tabung Mesin Vacuum Frying

No Temperatur

(°C)

Von Misses Stress (N/m2)

Translation displacement

(mm)

1 27 4,716x107 0,764

2 60 1,146x108 1,86

3 95 2,02x108 3,28

Grafik 3.1 Von Misses Stress Tabung

Vacuum.

Von Misses Stress Tabung Vacuum

4,72E+07

1,15E+08

2,02E+08

0,00E+00

5,00E+07

1,00E+08

1,50E+08

2,00E+08

2,50E+08

27 60 95

Temperatur (°C)

Von

Mis

ses

Stre

ss (N

/m2)

Von Misses Stress(N/m2)

Grafik 3.2 Translation Displacement

Tabung Vacuum.

Translation Displacement Tabung Vacuum

0,764

1,86

3,28

00,5

11,5

22,5

33,5

27 60 95

Temperatur (°C)

Tran

slat

ion

Disp

lace

men

t (m

m)

Translationdisplacement(mm)

Grafik 3.3 Perbandingan Von Misses Tabung

Temperatur 27°C, 60°C, dan 95°C

Grafik 3.4 Perbandingan Translation Displacment Tabung

Temperatur 27°C, 60°C, dan 95°C

Jika dilihat dari hasil analisis

tabung secara keseluruhan dengan tingkat

tegangan von misses maksimum tabung

adalah sebesar 2,05x108N/m2 serta

translation displacement maksimal tabung

adalah 3,28 mm pada temperatur 95°C,

maka tabung dapat dinyatakan dalam

keadaan krisis.

Hal ini dapat menyebabkan tabung

meledak karena tekanan yang dihasilkan

saat tabung beroperasi sangat tinggi. Oleh

sebab itu peranan sistem vacuum pada

mesin vacuum frying saat beroperasi

adalah vital karena menjaga tekanan

vacuum tabung agar tidak melebihi batas

ketahanan bahan. Selain itu konsole

pengatur temperatur otomatis tabung juga

membantu mempertahankan temperatur

kerja saat mesin beroperasi agar tidak

lebih dari 85°C - 95°C.

Faktor Keamanan Dengan melakukan analisa

komputer tersebut, maka kita dapat

mengetahui faktor keamanan dari elemen

yang kita rancang. Ditinjau dari faktor

keamanan pada material yang digunakan

pada tabung mesin vacuum frying

haruslah lebih besar daripada 1,0 jika

harus dihindari kegagalan. Bergantung

pada keadaan, maka faktor keamanan

yang harganya sedikit diatas 1,0 hingga

10 yang dipergunakan.

Dengan menggunakan rumus

untuk mendapatkan faktor keamanan

dimana:

Sy = Tegangan luluh material

σe =Tegangan Von misses maksimum

Factor of safety :

Faktor keamanan yang

digunakan pada tabung mesin vacum

frying ini dihitung berdasarkan

perbandingan tegangan luluh maksimal

material tabung yang menggunakan

meterial jenis Stainless Steel AISI Type

304 dengan tegangan von misses

maksimum adalah sebesar 2,05x108N/m2

. Maka akan didapatkan nilai faktor

keamanan tabung untuk analisis pada

Sy (N/m2) η = σe (N/m2)

temperatur maksimal tabung vacuum saat

beroperasi (95°C).

Berikut ini adalah hasil perhitungan

faktor keamana tabung vacum pada

analisis temperatur 95°C dengan tegangan

maksimal sebesar 2,02x108 N/m2 adalah

sebagai berikut:

Temperatur 95°C, factor of safety :

IV PENUTUP Berdasarkan hasil dari analisa

pembebanan tekanan dengan

menggunakan software CATIA V5R14

pada tabung vacuum mesin vacuum frying

maka diperoleh kesimpulan sebagai berikut

:

1. Dari hasil pembebanan tekanan pada

temperatur analisis 27°C, 60°C, dan

95°C pada tabung vacuum mesin

vacuum frying, maka diperoleh hasil

tegangan maksimal dari keseluruhan

yaitu:

− Tegangan maksimum von mises

sebesar: 2,02 x 108 N/m2

− Translasi vektor peralihan

maksimum sebesar: 3,28 mm

2. Dan dari hasil diatas didapat nilai faktor

keamanan untuk tabung vacuum

sesuai dengan jenis material yang

pakai Stailess Steel AISI 304, yaitu

sebesar: Factor of safety (η) = 1,01

3. Jika dilihat dari hasil analisis tabung

secara keseluruhan dengan tingkat

tegangan von misses maksimum

tabung adalah sebesar 2,05 x 108

N/m2 serta translation displacement

maksimal tabung adalah 3,28 mm

pada temperatur 95°C, maka tabung

dapat dinyatakan dalam keadaan

krisis.

4. Peranan sistem vaccuum pada mesin

vacuum frying saat beroperasi adalah

vital karena menjaga tekanan

vacuum tabung agar tidak melebihi

batas ketahanan bahan Stailess Steel

AISI 304.

5. Selain itu konsole pengatur

temperatur otomatis tabung juga

membantu mempertahankan

temperatur kerja saat mesin

beroperasi agar tidak lebih dari 85°C

- 95°C.

DAFTAR PUSTAKA 1. Sriwidharto., Ilmu Bahan, Cetakan

ketiga, Jakarta, Pradnya Paramita,

1996.

2. Surdia, T. dan Saito, S.,

Pengetahuan Bahan Teknik,

Jakarta, Pradnya Paramita, 1995.

3. Situs internet :

http://www.scribd.com/doc/9002232/S

tainless-Steel-1

4. E. Karyanto, Drs. Emon Parlingga.,

Teknik Mesin Pendingin, Jakarta,

Restu Agung, 2005.

5. Situs internet :

http://id.wikipedia.org/wiki/Panas

2,05x108 (N/m2) η = = 1,01 2.02x108 (N/m2)

6. Ferdinan L. Singer, Andrew Pytel.,

Ilmu Kekuatan Bahan, edisi Ketiga,

Ahli bahasa, Ir. Darwin Sebayang,

Jakarta, Erlangga, 1995.

7. Situs internet :

http://www.efunda.com/materials/alloys

/stainless_steels

8. Situs internet :

http://pdfdatabase.com/index.php.guid

e+catia+english+pdf